Olimpiada de Química de Castilla y León año 2019

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(1)Olimpiada de Química de Castilla y León año 2019 Hay una sola opción correcta para cada cuestión. Se sumará 1 punto por cada respuesta correcta y se restará 0,25 puntos por cada una incorrecta. Cuestiones 1.- El número de electrones del ión a. b. c. d.. 63 29. Cu 2+ es:. 34 29 27 2. 2.- En la reacción exotérmica 2 SO2 (g) + O2 (g) D 2 SO3 (g) podemos afirmar que: a. Al aumentar la presión también aumenta la constante de equilibrio. b. Aumentar la temperatura favorece la formación de SO3. c. El valor de Kp es superior a Kc a temperatura ambiente. d. Al aumentar la temperatura disminuye la constante de equilibrio. 3.- En un matraz de 250 mL se quiere preparar una disolución de HCl de concentración 0,3 M a partir de la disolución comercial de densidad 1,18 g/mL y 37 % de riqueza. Para ello: a. Debo tomar 6,26 mL de la disolución comercial. b. Debo tomar 8,57 mL de la disolución comercial. c. Debo tomar 6,26 g de la disolución comercial. d. Ninguna de las anteriores es correcta. 4.- Las valencias del N, en el ácido nítrico; del S, en el sulfato potásico; y del C, en el carbonato cálcico, son respectivamente: a. +3, +4 y +6 b. +5, +6 y +4 c. +3, +4 y +4 d. +5, +6 y +2 5.- La obtención de amoniaco a partir de nitrógeno e hidrógeno (todos ellos gases) es un proceso exotérmico. El rendimiento de dicho proceso se aumenta trabajando: a. A temperatura y presión altas. b. A temperatura y presión bajas. c. A temperatura alta y presión baja. d. A temperatura baja y presión alta..

(2) 6.- El C presenta dobles enlaces en: a. El ion carbonato y el tetracloruro de carbono. b. El tetracloruro de carbono y el eteno. c. El eteno y el dióxido de carbono. d. En los cuatro compuestos mencionados. 7.- Señale la pareja de especies cuyas configuraciones electrónicas son coincidentes: a. Na+ y O2– b. Na+ y Ar c. Si4– y Si4+ d. Na+ y K+ 8.- A partir de 50 kg de mineral de carbonato cálcico de 83 % de riqueza se puede obtener calcio en un proceso cuyo rendimiento es del 76 %. ¿Cuánto calcio se obtendrá? a. Entre 5 y 10 kg. b. Entre 10 y 15 kg. c. Entre 15 y 20 kg. d. Más de 20 kg. 9.- Respecto de las energías de ionización de K, Na, F, N y Cl, podemos decir que: a. La de Na es la menor y la de Cl es la mayor. b. La de F es mayor que la de N. c. La de F es menor que la de Cl. d. La de Na es mayor que la de Cl. 10.- Es posible encontrar enlaces de hidrógeno en: a. El agua y el metano. b. El metano y la acetona. c. La acetona y el etanol. d. El etanol y el agua. 11.- La constante de velocidad de una reacción a 25 ºC es 0,0346 s-1. ¿Cuál es su constante de velocidad a 350 K, sabiendo que su energía de activación es 50,2 kJ/mol? a. 0,0346 s-1 b. 0,702 s-1 c. 0,502 s-1 d. 0,100 s-1 12.- La solubilidad del fluoruro de calcio en agua a 298 K es 1,680 · 10-2 g/L. a. Su constante de solubilidad será 2,15 · 10-4. b. Su solubilidad en una disolución 0,01 M de NaF será mayor que en agua. c. Su solubilidad en una disolución 0,01 M de NaF será menor que en agua. d. Su solubilidad en una disolución 0,01 M de NaF será 2,15 · 10-4 moles/L..

(3) 13.- La reacción CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) es una reacción de: a. Síntesis. b. Descomposición. c. Sustitución. d. Combustión. 14.- La presión de vapor de una disolución es: a. Mayor que la presión de vapor del disolvente puro. b. Menor que la presión de vapor del disolvente puro. c. Igual que la presión de vapor del disolvente puro. d. Depende del valor de la fracción molar del disolvente. 15.- Una unidad de medida se denomina nanogramo y equivale a: a. 10-15 g. b. 10-12 g. c. 10-9 g. d. 10-6 g. 16.- ¿Cuál es la dureza de un agua que tiene una concentración de iones calcio igual a 2,8 · 104 M?: a. 28,02 mg CaCO3/L agua. b. 40 ppm CaCO3. c. 99,89 mg CaCO3/L agua. d. 100 ppm CaCO3. 17.- Si la constante del producto de solubilidad del hidróxido de calcio es 7,9 · 10-6, la concentración de protones en una disolución saturada a 25 ºC es: a. 2,509 · 10-2 M. b. 3,986 · 10-3 M. c. 3,986 · 10-13 M. d. 2,509 · 10-3 moles/L. 18.- Para eliminar cloro del agua se utiliza una columna con carbón activo que tiene un 92 % de carbono. El proceso que tiene lugar es: 2 Cl2(ac) + C(s) + 2 H2O → CO2(ac) + 4H+(ac) + 4 Cl-(ac) ¿Cuántos gramos de carbón activo son necesarios para tratar 1 m3 de agua cuya concentración en cloro es 0,58 mg Cl2/L agua?: a. 0,049 g/m3 de agua. b. 8,18x10-3 g/m3 de agua. c. 0,053 g/m3 de agua. d. 0,098 g/m3 de agua..

(4) 19.- Si una industria genera 500 L/hora de agua residual que contiene 60 mg de Ba(II) por litro y este se elimina en forma de fosfato de bario. ¿Qué cantidad de fosfato de sodio se necesita diariamente?: a. 218 g/día. b. 5,24 g/día. c. 860 g/día. d. 573 g/día. 20.- Si la concentración de monóxido de carbono en el humo de un cigarro es 0,045 % en volumen, la concentración en mg/m3 a 20 ºC y 1,1 atm es: a. 0,045 mg/m3. b. 1,28 mg/m3. c. 576 mg/m3. d. 57 mg/m3. 21.- En un recipiente de 1,0 L se introducen 2 moles de NH3(g) que se disocia parcialmente a temperatura elevada: 2 NH3(g) D N2(g) + 3 H2(g). En el equilibrio queda 1,0 mol de NH3. ¿Cuál es el valor de Kc? a. b. c. d.. 1,69 mol2L-2. 4,2 · 10-1 mol2L-2. 0,75 mol2L-2. 1,5 mol2L-2.. 22.- Para la reacción en fase gaseosa: N2(g) + 3 H2(g) D 2 NH3(g) las presiones parciales de H2 y de N2 son 0,400 atm y 0,800 atm respectivamente. La presión total del sistema es 2,80 atm. ¿Cuál es el valor de Kp?: a. 3,13 atm-2. b. 5,00 atm-2. c. 50,00 atm-2. d. 153,00 atm-2. 23.- ¿Cuál de los siguientes elementos tendrá el mayor valor de la afinidad electrónica? a. Aluminio. b. Cloro. c. Fósforo. d. Azufre. 24.- ¿Cuál de los siguientes iones tendrá el mayor radio? a. Ti4+. b. P3-. c. S2-. d. Sc3+..

(5) 25.- ¿Qué tipo de orbital describen los números cuánticos n = 5, l = 2, ml = 2, ms = +1/2? a. 3s. b. 5p. c. 5d. d. 5s. 26.- ¿Cuál de los siguientes elementos tienen la primera energía de ionización más alta? a. Litio. b. Boro. c. Nitrógeno. d. Flúor. 27.- Respecto de la geometría del NO2, señale la respuesta correcta: a. La molécula es lineal, ángulo de enlace de 180º. b. La molécula es angular, ángulo de enlace igual a 120º. c. La molécula es angular, ángulo de enlace algo superior a 120º. d. La molécula es angular, ángulo de enlace inferior a 120º. 28.- Para la reacción: 2 NO(g) + Cl2(g) ® 2 NOCl(g) la ecuación de velocidad viene dada por la expresión: 𝑣 = 𝑘 [NO]2 · [Cl2] Si las concentraciones de NO y Cl2 al inicio de la reacción son ambas 0,01 mol dm−3, ¿cuál será la velocidad de la reacción cuando la concentración de NO haya disminuido hasta 0,005 mol dm−3 ? a. 𝑘 (0,005) · (0,0025). b. 𝑘 (0,005)2 · (0,0025). c. 𝑘 (0,005) · (0,0075). d. 𝑘 (0,005)2 · (0,0075). 29.- Una reacción cuya ΔH = 15 kJ, tiene una energía de activación de 70 kJ. Si se introduce un catalizador la energía de activación baja a 40 kJ. ¿Cuánto vale ΔH para la reacción catalizada? a. –15 kJ. b. 15 kJ. c. 55 kJ. d. 30 kJ. 30.- Para la reacción: 3 Fe(s) + 4 H2O(g) D Fe3O4(s) + 4 H2(g) Un aumento en el volumen del recipiente de reacción produce el siguiente efecto sobre el equilibrio: a. No se produce ningún cambio. b. El valor de Kp disminuye. c. Se produce más H2(g). d. Se produce más H2O(g)..

(6) 31.- Una sustancia AB se descompone para formar A y B de acuerdo con la reacción: AB(g) D A(g) + B(g) siendo la constante de equilibrio, Kc = 1,0. Si se introducen 2 mol de AB en un recipiente de 1 L, al alcanzar el equilibrio el número total de moles será: a. 2 b. 2,3333 c. 3 d. 4 32.- La geometría de una molécula que no tiene enlaces múltiples, y tiene un átomo central con cinco pares de electrones enlazantes es: a. Tetraédrica. b. Cuadrada plana. c. Bipirámide trigonal. d. Trigonal plana. 33.- ¿Cuál de las siguientes moléculas es apolar? a. Amoníaco. b. Ácido sulfhídrico. c. Dióxido de carbono. d. Diclorometano. 34.- ¿Cuántos enlaces σ y enlaces π hay, respectivamente, en la molécula de F2C=CF2? a. 5 y 1. b. 4 y 2. c. 5 y 2. d. 4 y 1. 35.- La forma geométrica de la molécula de formaldehído, H2CO, es: a. Lineal. b. Triangular plana. c. Angular. d. Piramidal triangular. 36.- Indique cuál de las siguientes proposiciones es cierta: a. La energía de un enlace sencillo es la mitad de un enlace doble entre los mismos átomos. b. La molécula X–Y–Z es no polar. c. La especie Ar+ tiene configuración de gas noble. d. La hibridación del carbono en el compuesto CH3Cl es sp3. 37.- ¿Cuál de las siguientes moléculas no puede formar enlaces de hidrógeno con otras del mismo compuesto? a. Éter dimetílico. b. Etanol. c. Agua. d. Amoníaco..

(7) 38.- El número máximo de enlaces de hidrógeno en los que puede participar una molécula de agua es: a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 39.- Para los siguientes compuestos: H2O, KI, H2S, CH4 ¿Qué respuesta tiene los compuestos ordenados por valores decrecientes de puntos de ebullición? a. H2O > KI > H2S > CH4 b. KI > H2O > CH4 > H2S c. KI > H2O > H2S > CH4 d. KI > H2S > H2O > CH4 40.- La formación de cloruro de sodio es una reacción exotérmica. Tres de las etapas que forman su ciclo de Born-Haber son las siguientes: 1) Na(s) → Na(g) 2) Na(g) → Na+(g) + e− 3) Na+(g) + Cl−(g) → Na+Cl−(s) ¿En cuál o en cuáles se libera energía? a. 1 y 2 b. En todas c. 3 d. 1 y 3.

(8) Olimpiada de Química de Castilla y León año 2019 Problema 1 El aparato que se ilustra en la figura consiste en tres matraces de 1 litro cada uno con aislante térmico (siempre están a la misma temperatura) conectados por unos conductos de volumen despreciable con llaves de paso intermedias cerradas. El matraz A contiene una mezcla de H2O (g), CO2 (g) y N2 (g) a 25 oC y una presión total de 564 mmHg. El matraz B está vacío y se mantiene siempre a una temperatura de –70oC. El matraz C está vacío y se mantiene siempre a una temperatura de –190oC. a. Se abre la llave de paso entre A y B y se permite que el sistema alcance el equilibrio. La presión en A y B es ahora de 219 mmHg. ¿Qué especies contienen los matraces A y B? b. ¿Cuántos moles de agua hay en el sistema? c. Si después de alcanzado el equilibrio entre A y B se abre la llave de paso que hay entre B y C y se permite que se alcance el equilibrio, ahora la presión total en los tres matraces es de 33,5 mmHg. ¿Qué especies contienen los matraces A, B y C? d. ¿Cuántos moles de dinitrógeno y de dióxido de carbono hay en el sistema?. DATOS: El CO2 sublima a -78 oC y el N2 hierve a -196 oC.. 1.

(9) Problema 2 En la siguiente tabla se indican las velocidades iniciales que se midieron, en una disolución de metanol, para la reacción: C2H4Br2 + 3I– ® C2H4 + 2 Br– + I3– [C2H4Br2] Experimento inicial 1 0,127 2 0,343 3 0,203 Responda a las siguientes cuestiones:. [I–] inicial 0,102 0,102 0,125. Velocidad inicial de formación de I3– (M/s) 6,45·10-5 1,74·10-4 1,26·10-4. a. ¿Cuál es el valor de la constante de velocidad? b. ¿Cuál es la ley de velocidad? c. ¿Cuál es la velocidad inicial cuando la concentración de cada uno de los reactivos es de 0,150M?. Problema 3 Sea el equilibrio: CH3–COOH (l) + CH3CH2OH (l) ⇄ CH3-COOCH2-CH3 (l) + H2O (l) a. Cuando se mezclan 3 mol de ácido acético y 3 mol de etanol a 25ºC y se establece el equilibrio se encuentra que las cantidades de etanol y de acetato de etilo son 1 mol y 2 mol respectivamente. Calcule Kc. b. Calcule la cantidad de agua que se debe añadir a 132 g de éster para que se descompongan 70,4 g de éste. c. Calcule la cantidad de ácido acético que se debe añadir a 40 g de etanol para obtener 40 g de acetato de etilo. Problema 4 El término “alumbre” se refiere a una clase de compuestos químicos cuya fórmula general es AB(SO4)2·12H2O, donde A y B son metales diferentes. Se calientan 20,000 g de una muestra de un alumbre para separar el agua y el residuo anhidro pesa 11,126 g. Este residuo se trató con exceso de NaOH que precipitó todo B como B(OH)3 con una masa de 4,384 g. Calcule la masa molar de dicho alumbre, así como la identidad de los metales A y B y la fórmula del alumbre.. 2.

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